Luận Văn Phân tích chuyển giao trong mạng gsm

MỞ ĐẦU


Ngày nay thông tin liên lạc đả trở thành một nhu cầu quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Ngoài các dịch vụ mà các điện thoại cố định có như: truyền thoại, nhắn tin, Fax, dữ liệu, vv. Thông tin di động còn cung cấp các tính năng ưu việt của nó ở chất lượng dịch vụ, tính bảo mật thông tin, thiết bị nhỏ gọn, linh hoạt trong việc di chuyển, và các dịch vụ ngày càng đa dạng như truyền hình di động, truyền video chất lượng cao, kết nối mạng internet với việc phát triển hệ thống thông tin di động lên hệ thống thông tin di động băng rộng (3G) .vv. Cùng với sự phát triển của ngành thông tin liên lạc thì ngành công nghiệp viễn thông đả phát triển mạnh mẻ và mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác. Để đáp ứng nhu cầu của khách hành các nhà cung cấp dịch vụ đả liên tục nâng cấp hệ thống mạng, chất lượng đường truyền, và đa dạng các dịch vụ, đồng thời giảm cước dịch vụ, những điều này đả mang lại cho họ một số lượng thuê bao khổng lồ và tăng nhanh. Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ như viettel, vinaphone, mobilephone đang có nguy cơ cháy số. Một ví dụ: Viettel có 5.555 trạm BTS. Từ đầu năm 2007 đến nay, Viettel đã xây dựng thêm hơn 2.500 trạm phát sóng và đến cuối năm 2007 số trạm BTS của Viettel sẽ là 7.000 trạm.

Một công nghệ quan trọng nhất và được sử dụng phổ biến nhất không chỉ ở Việt Nam mà còn các nước trên thế giới là công nghệ GSM (Global System for Mobile communication-Hệ thống thông tin di động toàn cầu). Ở Việt Nam hiện nay những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn như: Vinaphone, MobiFone, Viettel đều sử dụng công nghệ GSM. Được phát triển từ năm 1982 với kỷ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) một giải pháp tăng dung lượng hệ thống và mã hoá tín hiệu đảm bảo tính an toàn dữ liệu đồng thời đảm bảo chất lượng dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của hàng triệu khách hàng. Hệ thống GSM sử dụng SIMCARD có kích thước nhỏ gọn để cắm vào máy di động mà chỉ có người này mới có thể sử dụng nó tại một thời điểm như một thiết bị nhận dạng an toàn. GMS là công nghệ truyền sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những khe thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh. Song song cùng tồn tại và phát triển với công nghệ GSM còn có các công nghệ khác như CDMA (công nghệ đa truy cập theo mã) cũng là một công nghệ tiên tiến và là đối thủ của GSM trong lính vực công nghệ truyền thông di động, hiện ở Việt Nam công nghệ này đang được các nhà khai thác dịch vụ như: S-Fone, Hà Nội Telecom, ETC. Công nghệ GSM đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA. Đây cũng chính là lý do CDMA chưa được phát triển rộng rãi tại Việt Nam.

Một chức năng để bảo đảm chất lượng truy cập của một cuộc gọi khi con người sử dụng điện thoại di động di chuyển là chuyển giao cuộc gọi. Chuyển giao được định nghĩa là chuyển một cuộc gọi trong suốt hiện thời từ một kênh tần số này tới một kênh tần số khác trong khi người sử dụng điện thoại di động di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Đây là một chức năng quan trọng nhất và thể hiện được đặc tính khác biệt giữa mạng di động và mạng điện thoại cố định vì thế nghiên cứu thủ tục chuyển giao để xây dựng một mô hình chuyển giao trong thực tế để làm cho chức năng này càng tối ưu và hiệu quả là cần thiết. Vì vâỵ “Phân tích chi tiết giao thức chuyển giao và xây dựng mô hình chuyển giao trong mạng GSM” là mục đích chính của luận văn này.

Luận văn này bao gồm:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng GSM. Mô hình kiến trúc, mô hình mạng và mạng truy cập GSM

Chương 2: Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi trong mạng GSM. Thủ tục bật tắt máy di động, việc cập nhật vị trí và các thủ tục điều khiển việc truy cập vào để tiến hành một cuộc gọi.

Chương 3: Chuyển giao trong mạng GSM. Giới thiệu về các loại chuyển giao có thể xảy ra trong mạng. Các giao diện liên quan đến chuyển giao, thủ tục chuyển giao bao gồm các bản tin có liên quan. Phân tích chuyển giao dựa trên ngôn ngữ SDL, dựa trên ngôn ngữ SDL để thiết kế mô hình chuyển giao sử dụng CPN.

MỤC LỤC


MỞ ĐẦU 4
Chương 1 6
TỔNG QUAN MẠNG GSM 6
1.1 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CỦA GSM 6
1.1.1 Trạm di động MS (Mobile Station) 6
1.1.2 Modul nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identuty Module) 7
1.1.3 Trạm thu phát cơ sở BTS (Base Transceiver Station) 7
1.1.4 Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station controller) 8
1.1.5 Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC 8
1.1.6 Bộ ghi định vị thường trú HLR 8
1.1.7 Bộ ghi định vị tạm trú VLR 8
1.1.8 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR 9
1.1.9 Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực AUC 9
1.1.10 Điều khiển quản lý và bảo dưỡng OMC 9
1.1.11 Các giao diện trong mạng GSM 9
1.2 MÔ HÌNH MẠNG GSM 11
1.3 MẠNG TRUY CẬP GSM 12
1.3.1 Các kênh vật lý 12
1.3.2 Các kênh logic 19
1.4 XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ TRONG GSM 22
1.4.1 Mã hoá tiếng nói 23
1.4.2 Mã hoá kênh 23
1.4.3 Đan xen 24
1.4.4 Mật mã hoá 26
1.4.5 Điều chế 27
Chương 2 30
GIAO THỨC BÁO HIỆU MẠNG GSM 30
2.1 GIAO THỨC BÁO HIỆU 30
2.1.1 Giao diện A 31
2.1.2 Giao diện Abis 35
2.1.3 Giao diện Air/Um 44
2.2 THỦ TỤC TRONG MẠNG GSM 57
2.2.1 Bật tắt máy ở trạm di động 57
2.2.2 Gán và tách IMSI 58
2.2.3 Cập nhật vị trí 58
a. Cập nhật vị trí trong BSS 58
b. Cập nhật vị trí trong NSS 62
2.2.4 Bắt đầu cuộc gọi 64
a. Bắt đầu cuộc gọi trong BSS 64
b. Bắt đầu cuộc gọi trong NSS 70
2.2.5 Cuộc gọi từ đầu cuối di động 72
a. Đầu cuối di động gọi trong BSS 72
b. Đầu cuối di động gọi trong NSS 78
Chương 3 80
CHUYỂN GIAO MẠNG GSM 80
3.1 CÁC LOẠI CHUYỂN GIAO 81
3.1.1 Trong BTS 81
3.1.2 Chuyển giao trong cùng BSC 81
3.1.3 Chuyển giao trong cùng MSC 82
3.1.4 Chuyển giao giữa các MSC 82
3.1.5 Nhận xét 83
3.2 CÁC BỘ ĐỊNH THỜI 83
3.3 CHI TIẾT CHUYỂN GIAO 87
3.3.1 Trường hợp thành công 87
3.3.2 Trường hợp thất bại 91
3.3.3 Quay trở lại BSS củ 92
3.3.4 Giải phóng cuộc gọi 93
3.4 ỨNG DỤNG SDL ĐỂ PHÂN TÍCH CHUYỂN GIAO 94
3.4.1 Giới thiệu về SDL 94
3.4.2 Phân tích các trường hợp chuyển giao 95
3.5 THIẾT KẾ MÔ HÌNH 99
3.5.1 Thiết kế mô hình tổng quát 99
3.5.2 Các bản tin 100
3.6 MÔ TẢ VỀ MÔ HÌNH CPN 103
3.6.1 Khía cạnh của mô hình 104
3.6.2 Các trang CPN 106
KẾT LUẬN 118
CÁC THUẬT NGỮ 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO 121